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聚焦桥梁预制拼装技术,建造&桥梁专委会共同主办科技讲座

发布时间:2018-09-12 20:07:03

近日,由上海市土木工程学会工程建造专业委员会与桥梁工程专业委员会共同主办的科技讲座在上海建工集团工程研究总院报告厅举行。参加活动的有上海市土木工程学会各专业委员会的委员和会员代表共计130余人。

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本次科技讲座邀请了上海市基础工程集团有限公司总工程师金仁兴,为大家作了题为《桥梁预制拼装技术》的主题报告。


金仁兴,教授级高级工程师,现任上海市基础工程集团有限公司总工程师,上海土木工程学会桥梁工程专业委员会副主任委员,从事桥梁施工专业已有26年,曾参与包括夷陵长江大桥、天津海河大桥、闵浦大桥、上海长江隧桥、辰塔大桥等多个大型桥梁工程的建设,并结合相关工程进行课题科研,工法编制、专利申请等工作,获得多项上海市科技进步奖,在国内有影响力的期刊上发表了多篇学术论文。

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金仁兴

教授级高级工程师,现任上海市基础工程集团有限公司总工程师,上海土木工程学会桥梁工程专业委员会副主任委员,从事桥梁施工专业已有26年,曾参与包括夷陵长江大桥、天津海河大桥、闵浦大桥、上海长江隧桥、辰塔大桥等多个大型桥梁工程的建设,并结合相关工程进行课题科研,工法编制、专利申请等工作,获得多项上海市科技进步奖,在国内有影响力的期刊上发表了多篇学术论文。



在两个多小时的讲座中,金总从五个方面对桥梁预制拼装技术进行了详细的介绍。


一、概述

桥梁预制拼装技术是在预制工厂设置一定规模的预制场进行下部结构(承台、墩柱、盖梁)及上部结构(箱梁节段)的预制工作,然后采用一定的架设方法进行安装的施工技术,桥梁预制拼装技术具有对环境影响小、制作精度高、施工周期快的优点。


优点

特点

文明施工程度高、绿色环保、对环境影响小

与现浇结构相比,抗震性能差

构件工厂化、机械化施工质量好精度高、线型优美、

拼接构造复杂

施工进度快、缩短工期、降低工程造价

对预应力耐久性施工要求高

减少混凝土收缩、徐变引起的变形

适用于陆上立柱截面尺寸小、施工场地宽阔、周边无障碍物的情况


二、桥梁预制拼装技术的国内外历史及现状

桥梁预制拼装技术诞生于20世纪50年代的欧洲。


我国改革开放后,国外先进技术得到国内工程技术人员的接受和推崇,文明、环保的施工理念也受到政府领导的青睐。预制节段拼装施工技术、体外预应力技术和先进架桥设备技术的完善和标准化,使我国预制节段拼装施工技术得到创新发展。


近年来,在政府的大力支持推广下及预制拼装基础理论研究不断推进的背景下,桥梁预制拼装技术迎来了新的发展契机,是今后城市高架桥梁建设的发展方向。


三、桥梁预制拼装的分类

目前的桥梁预制拼装技术主要分为上部结构预制拼装、下部结构预制拼装和附属结构预制拼装,按照梁体结构和部位又可以细分为多种类型。


四、桥梁上部结构预制拼装技术

桥梁上部结构预制拼装技术可分为整跨箱梁 、预制小箱梁 、预制U型梁、预制节段梁,本次以节段梁为主进行介绍 。


1、节段梁预制技术

节段梁预制技术分为短线法预制施工和长线法预制施工,两者的对比如下:

项目

长线法

短线法

1

预制场地要求

台座长度较长、地基坚固

仅需3个节段长度

2

模板设计

较为简单

液压内模设计困难

模板适用性差

3

曲线设置

台座制作时设置

台座通用性差

采用可调底座调整匹配

4

预制线形控制

可及时调整误差,

控制简便

节段梁高差异大,

可调底座调整困难

逐片匹配预制,易累计误差

需采用专业软件计算控制

5

测量要求

测量控制简便

测量精度要求较高


与长线法相比,短线法将绑扎钢筋这一工序由顺序工作改为并行工作,大大缩短了节段的预制周期,生产效率比长线法高1倍左右。


2、节段梁拼装技术

预应力混凝土桥梁节段预制拼装施工工法是将整跨箱梁分块切割成一定数量的节段,在预制工厂匹配预制后运输至施工现场,由架桥机、导梁等专用设备拼装成桥的工艺。

节段梁拼装技术按照拼装方法,分为逐跨拼装和悬臂拼装,按拼装设备类型又可分上行式架桥机、下行式架桥机和桥面吊机。

逐跨拼装施工工法是将整跨节段按依次顺序完成匹配预制,在现场由架桥机通过吊杆将整跨节段依次悬挂,随后按顺序逐片拼装并施加临时预应力,分批张拉预应力束形成整跨箱梁,落架后从由架桥机悬吊状态转换到墩顶支座简支状态成桥。对于连续梁桥,最后浇筑墩顶湿接缝,张拉墩顶负弯矩钢束,完成简支变连续的体系转换过程。



悬臂拼装施工工法将节段在预制工厂匹配预制后运至施工现场,先由架桥机或浮吊将墩顶节段吊装就位,随后对称悬臂拼装标准节段形成双悬臂状态,期间分批张拉预应力束,再与先前双悬臂T构采用混凝土湿接缝合龙(在首、末跨表现为与半悬挂段合龙),最后张拉合龙预应力束成桥,完成体系转换过程。



悬臂拼装法相对逐跨拼装法适用性更广泛,但施工难度更大,对结构计算、施工监控和施工管理的要求比较高。


项目

逐跨拼装法

悬臂拼装法

1

施工工艺

工艺简单,工序较少

工艺复杂,工序繁多

2

适用性

适用跨径

高架桥梁     25~35m

轨道交通桥梁30~45m

50m以上桥梁

3

桥梁类型

简支梁,连续梁

连续梁

4

适用范围

城市高架和轨道交通桥梁,受地面(水文)条件限制

浅滩段、跨江、近海

作业环境差、供应难度大

5

架梁设备

自重小,成本低

自重大,成本高

6

施工速度

较慢

7

施工控制要求

简单

很高



五、桥梁下部结构的预制拼装技术

1、下部结构预制技术

立柱采用竖向预制,预制台座尺寸小,占地空间小;竖向预制周期短,台座周转速度快。


2、下部结构拼装技术

下部结构拼装技术按照工程位置分为陆上预制拼装工程 和海上预制拼装工程,按照连接形式又可分为套筒灌浆连接、波纹管灌浆连接、UHPC连接、预应力连接四种连接方式。



u立柱拼装:

双节立柱分节原则:

1、长度不超过13m;

2、重量不超过120t 。



u跨海大桥预制结构拼装

港珠澳大桥采用预制承台、墩身结构,承台均采用埋置式承台(海床下6m):高墩区墩身分为三节;低墩区墩身分为两节。承台、墩身、墩帽均采用预制安装技术。预制构件单件最重约2370t,高约19m(承台+底节墩身)。


承台+底节墩身整体预制技术包括:全自动液压模板系统,实现承台及底节墩身一次浇注成型; 钢筋分块绑扎、整体快速安装成型;海工大体积混凝土一次浇注。

 

承台+底节墩身整体预制

承台+底节墩身整体吊装步骤:

步骤一:下节段墩身承台与钢管复合桩连接施工;

步骤二:浮吊起吊中节段墩身,搁置于临时垫块上,连接预应力粗钢筋和塑钢复合波纹管,接缝面喷涂环氧树脂,取走垫块下落墩身,张拉连接预应力粗钢筋;

步骤三:安装上节段墩身;

步骤四:28天后,补张预应力粗钢筋至设计值;

步骤五:实施真空辅助压浆,浇注封锚混凝土。

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承台+底节墩身整体吊装

 

此次科技讲座为工程建造专业委员会和桥梁工程专业委员会的会员搭建了交流和互动的平台,为会员单位技术人员和科研人员创造了学习和交流的机会,让大家对桥梁预制拼装技术有了更加深刻的理解和认识。

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